專利名稱：監(jiān)視攝影機裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)視攝影機裝置，該監(jiān)視攝影機裝置不會在監(jiān)視對 象的拍攝畫面中產(chǎn)生曝光過度的反白且可確保監(jiān)視的色彩重現(xiàn)性。
背景技術：
無論在室內還是戶外，監(jiān)視攝影機裝置都能夠在防止犯罪或者監(jiān)視 交通等方面加以廣泛地使用。眾所皆知，當監(jiān)視攝影機裝置拍攝到監(jiān)視 對象-被照體的信號時，在拍攝到有信號的畫面中因曝光過度而反白，且 使得監(jiān)視范圍內拍攝的部分畫面因白化而無法監(jiān)視。近年來已經(jīng)普遍地
將具有高亮度的光源-發(fā)光二極管(LED)應用于LED信號器。該LED 信號器與現(xiàn)有的信號器相比，其因配光(光量的分布斜率)迅速上升而
指向性強。若使用現(xiàn)有不具有自動光圈控制或者快門速度控制等曝光補 償技術的監(jiān)視攝影機裝置是無法處理的，且使得拍攝畫面因曝光過度而 反白以致無法監(jiān)視且無法確保色彩重現(xiàn)性，因此會產(chǎn)生許多夜間無法監(jiān) 視到的范圍。
在現(xiàn)有的監(jiān)視攝影機裝置中，為了避免在監(jiān)視對象的拍攝畫面中因 曝光過度的反白及色彩重現(xiàn)性的惡化而產(chǎn)生無法監(jiān)視的范圍， 一般會使 用中密度(Neutral Density, ND)濾光片來衰減入射光量，再以上述曝 光補償技術加以處理。但是對于因配光迅速上升而使對比極為強烈的被 照體，即使在監(jiān)視攝影機裝置的透鏡上安裝ND濾光片以解決因曝光過 度而產(chǎn)生的反白，同時也會使其它的監(jiān)視范圍內拍攝的畫面因失真而導 致無法監(jiān)視。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種如圖4所示的監(jiān)視攝影 機裝置。在該監(jiān)視攝影機裝置1的透鏡2前設置有一前丙烯(Acryl)板 5,在前丙烯板5前設置有一遮光板3以衰減光路的部分光量，在光入射 部5a的局部設置有一 ND濾光片4。該ND濾光片4用以防止在拍攝畫 面中出現(xiàn)因曝光過度而產(chǎn)生的反白，使該監(jiān)視攝影機裝置1能夠監(jiān)視到
所有的監(jiān)視對象(請參見日本特開2003-348441號公報)。
在現(xiàn)有的監(jiān)視攝影機裝置中，雖然有使用ND濾光片來衰減部分入射到 透鏡的光量，以解決在拍攝畫面中所產(chǎn)生的曝光過度的反白問題，但是如此 的監(jiān)視攝影機裝置僅適用于白天的監(jiān)視，如果監(jiān)視攝影機裝置的曝光與白天 的光量配合時就不易在夜間的監(jiān)視，且將ND濾光片設在固定位置的監(jiān)視攝 影機裝置不論在白天或夜間都難以進行監(jiān)視。另外，在監(jiān)視對象內的被照體 中，LED信號器等的配光因迅速上升而指向性強，這對于一般不具有自動光 圈(iris)控制或快門速度控制等曝光補償技術的監(jiān)視攝影機裝置而言將是無 法處理的，而且在拍攝畫面中容易產(chǎn)生曝光過度的反白，甚至可能會產(chǎn)生無 法監(jiān)視的范圍，類似的問題在夜間的拍攝中尤其顯著。
有鑒于類似上述的問題，本發(fā)明提供一種不論在白天或黑夜皆能監(jiān)視的 監(jiān)視攝影機裝置。該監(jiān)視攝影機裝置即使對于如同LED信號器等配光因迅 速上升而指向性強的高亮度的監(jiān)視對象也不會于拍攝畫面中產(chǎn)生曝光過度 之反白而可保有色彩重現(xiàn)性來監(jiān)視的。

發(fā)明內容
解決上述問題，本發(fā)明提供一種用來拍攝監(jiān)視范圍的監(jiān)視攝影機裝 置，其根據(jù)該監(jiān)視攝影機裝置當中的影像信號準位，在該監(jiān)視攝影機裝 置內的透鏡與拍攝組件間的光路徑中自動插入濾光片，而該濾光片可從 其它部分衰減來自光學濾光片的該監(jiān)視范圍被照體的光量范圍。其中， 拍攝組件使用的是電荷藕合組件(charge coupled device, CCD)。
在該監(jiān)視攝影機裝置的光學濾光片中，ND濾光片是形成于玻璃基 板或者塑料基板的的部分上或是是形成于隔離紅外線濾光片表面的的部 分上。插入該光學濾光片，使得該光學濾光片的ND濾光片位于對應到 影像信號達到飽和的影像信號范圍的被照體光線的光路徑上。
該監(jiān)視攝影機裝置具有控制切換動作的濾光片切換組件，此組件能 從該光路徑中插入或退出該光學濾光片。
該監(jiān)視攝影機裝置具有視頻準位檢測組件，其可用來檢測影像信 號準位；以及濾光片切換控制組件，其能夠根據(jù)該視頻準位檢測組件的 檢測結果來執(zhí)行控制該光學濾光片的切換；且可以根據(jù)來自監(jiān)視范圍的 被照體光量而改變的該影像信號準位，使得該濾光片切換控制組件能夠 讓該濾光片切換組件來動作，且可控制從光學濾光片在光路徑中插入或 退出。
該監(jiān)視攝影機裝置中，通過該ND濾光片所產(chǎn)生的光透過率為1 2%。
在本發(fā)明所提供的應用于拍攝監(jiān)視范圍的監(jiān)視攝影機裝置中，可根 據(jù)在該監(jiān)視攝影機裝置當中的影像信號準位，且在該監(jiān)視攝影機裝置內 的透鏡與拍攝組件間的光路徑中自動插入濾光片。該濾光片可從其它部 分來衰減來自光學濾光片的該監(jiān)視范圍內被照體的光度范圍，且即使對 于因高亮度而指向性強、對比強的被照體也能夠使用光學濾光片來衰減 光量，因而監(jiān)視攝影機裝置具有在拍攝畫面中不產(chǎn)生曝光過度而反白的 監(jiān)視畫面的優(yōu)點。
該光學濾光片的ND濾光片可形成于玻璃基板或者塑料基板的的部 分上或是形成于隔離紅外線濾光片表面的的部分上，因此可以利用ND 濾光片具有衰減部分被照體光量以防止產(chǎn)生曝光過度的反白且可拍攝到 監(jiān)視范圍。其中，光學濾光片可將帶有ND濾光片的部分形成在玻璃基 板或塑料基板和隔離紅外線濾光片的的部分，以及光學濾光片還可是不 帶有ND濾光片的玻璃基板或玻璃基板。
由于該光學濾光片的插入，使得光學濾光片的ND濾光片處于對應 于影像信號達到飽和影像信號范圍內被照體光線的光路徑上。通過插入 ND濾光片而衰減部分被照體光量，使得該監(jiān)視攝影機裝置具有可拍攝到 監(jiān)視范圍的優(yōu)點。
該監(jiān)視攝影機裝置具備有可控制切換動作的濾光片切換組件，該組 件能在該光路徑中插入或退出光學濾光片。通過濾光片切換組件自動讓 光學濾光片動作，因此該監(jiān)視攝影機裝置具有不論白天或夜晚都可防止 在拍攝畫面中產(chǎn)生曝光過度的反白且可拍攝到監(jiān)視范圍的優(yōu)點。
該監(jiān)視攝影機裝置還包括視頻準位檢測組件，其可用來檢測影像 信號準位；以及濾光片切換控制組件，其能夠根據(jù)該視頻準位檢測組件 的檢測結果來執(zhí)行控制該光學濾光片的切換。因為監(jiān)視攝影機裝置可以 根據(jù)來自監(jiān)視范圍內被照體光量而改變的該影像信號準位，從而使得該 濾光片切換控制組件能夠讓該濾光片切換組件動作且可控制在光路徑中 該光學濾光片的插入或退出。因此，該監(jiān)視攝影機裝置可根據(jù)視頻準位 檢測組件的檢測結果，使得濾光片切換控制組件可以控制濾光片切換組 件，從而自動讓光學濾光片動作。且通過光學濾光片在光路徑中的插入 或退出，該監(jiān)視攝影機裝置可防止在監(jiān)視對象的拍攝畫面中產(chǎn)生曝光過 度的反白，且具有可確實監(jiān)視到監(jiān)視對象的優(yōu)點。
由于通過該ND濾光片所產(chǎn)生的光透過率為1 2%，因此該監(jiān)視攝影
機裝置可去除因為光源的高亮度所帶來的影響，而且可以防止在監(jiān)視對 象的拍攝畫面中產(chǎn)生曝光過度的反白且具有可確實監(jiān)視到監(jiān)視對象的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明第一實施例的方塊圖。
圖2為本實施例的光學濾光片的外觀示意圖。
圖3為在本實施例的監(jiān)視攝影機裝置中，入射光量與攝影機輸出信 號的特性圖。
圖4為用來消除現(xiàn)有因曝光過度而反白的監(jiān)視攝影機裝置立體圖。 其中，附圖標記說明如下
10透鏡
11光學濾光片
lla、 lib濾光范圍 llcND濾光片
12電荷藕合組件CCD (拍攝組件)
13 CDS/AGS部(相關雙采樣/自動增益控制)部
14視頻準位檢測部(視頻準位檢測組件)
15內部、外部控制切換部
16濾光片切換控制部(濾光片切換控制組件)
17濾光片切換部(濾光片切換組件)
18外部端子
具體實施例方式
以下將參考

本發(fā)明所提供監(jiān)視攝影機裝置的具體實施例。 圖1為本發(fā)明第一實施例的方塊圖，圖1為光學濾光片的示意外觀圖， 圖3為在本實施例監(jiān)視攝影機裝置當中的入射光量-攝影機輸出信號的特 性圖。
本實施例是一種可用來拍攝預防犯罪或交通監(jiān)視等監(jiān)視對象范圍的 監(jiān)視攝影機裝置，其可根據(jù)在監(jiān)視攝影機裝置當中的影像信號準位，在 監(jiān)視攝影機裝置內的透鏡與拍攝組件間的光路徑中自動插入濾光片。該 濾光片可從其它部分衰減來自光學濾光片的監(jiān)視范圍內被照體光量，以 下將參考圖l加以說明。其中，標號IO表示從監(jiān)視對象入射被照體光線 L的透鏡，標號11表示可以通過透過透鏡10的被照體光線的光路徑La 中自動插入或退出的光學濾光片，標號12表示拍攝透過透鏡10的被照 體光線的電荷藕合組件(Charge Coupled Device, CCD)，標號13表示 在放大CCD輸出信號后，以雙采樣來調整影像信號的相關雙采樣/自動增 益控制(CDS/AGC)部，標號14表示將由CDS/AGC部13輸出的影像 信號進行平滑化且檢測出視頻信號(影像信號)準位再輸出內部切換信 號的視頻準位檢測部，標號15表示可以切換控制來自視頻準位檢測部14
的內部切換信號或者來自外部端子18的外部切換信號的內部、外部控制 切換部，標號16表示可依據(jù)來自內部、外部控制切換部15的內部或者
外部切換信號輸出切換控制信號的濾光片切換控制部，標號17表示可依 據(jù)來自濾光片切換控制部16的切換控制信號來進行切換光學濾光片11 動作的濾光片切換部。從CDS/AGC部13來的影像信號將輸出到影像信 號處理部。
在本實施例中，光學濾光片11能通過濾光片切換部17的驅動而自 動在透鏡10和CCD12之間的光路徑La中插入、退出。如圖2所示的光 學濾光片ll，于框體中由不帶有ND濾光片的濾光片范圍lla和帶有ND 濾光片llc的濾光片范圍llb所構成，而且光學濾光片ll可通過在其長 邊方向滑動，將能衰減部分光量的濾光片范圍llb在光路徑La中插入、 退出。在濾光片范圍lla安裝有一玻璃基板或塑料基板，且在范圍lib 中的玻璃基板或塑料基板表面的的部分上設置有ND濾光片llc。其中， ND濾光片llc可以是通過蒸鍍在塑料基板等表面上形成的光吸收物質或 者反射物質等。另外，ND濾光片llc也可以是通過蒸鍍在塑料基板等的 正面或者反面上形成的作為所希望的透過率材質的光吸收物質或者光反 射物質。又，ND濾光片llc還可以是在玻璃基板或塑料基板中通過著色 的步驟所得到的。
與其它濾光范圍比較，ND濾光片llc的范圍是可衰減被照體光線的 透過光量(透過率)的范圍。其中，在設置有此ND濾光片llc的范圍 中，作為監(jiān)視對象的部分被照體光線是高亮度的且其配光曲線因迅速上 升而指向性強，而且也是用來衰減由紅外線光源放射出的光量的范圍。 該ND濾光片llc可衰減部分被照體光量，而且可用來作為曝光補償使 用而能以現(xiàn)有的曝光補償技術來因應處理的濾光片。LED信號器可作為 這種光源的代表，甚至可應用于使用發(fā)光二極管(LED)的廣告媒體等。 在這種光學濾光片11中，濾光片范圍lla可應用于周圍明亮且亮度差較 小的白天，而濾光片范圍llb可應用于周圍昏暗，且四周與LED信號器 的亮度差較大的夜晚，或者應用于即使在白天被照體光量衰減，而周圍 與LED信號器的亮度差較大的場所。ND濾光片lib能以現(xiàn)有的曝光補
償技術來因應處理的程度來曝光補償。
在光學濾光片11的帶有ND濾光片lie的范圍和不帶有ND濾光片 llc的范圍中，由透鏡IO入射的入射光量對CCD攝影機的信號輸出飽和 特性是有差異的。圖3所示為入射光量對CCD攝影機的信號輸出飽和特 性，其中，對于有無ND濾光片會有不同。圖3的飽和特性曲線(a)表 示不透過ND濾光片llc的情況，圖3的飽和特性曲線(b)表示透過ND 濾光片llc的情況。也就是說，在不帶有ND濾光片llc的情況下以飽和 特性曲線(a)來表示，信號輸出準位對光量的增加將迅速上升達到飽和， 但在透過ND濾光片llc的光以飽和特性曲線(b)來表示，信號輸出準 位對光量的增加將緩慢達到飽和。如此利用ND濾光片以使因配光迅速 上升、高亮度的被照體光線衰減，即可使部分的拍攝畫面達到飽和且可 顯示不會產(chǎn)生因曝光過度而反白的畫面。
在濾光片范圍lib的的部分設置ND濾光片llc，通過將ND濾光片 llc設置在被照射體光線亮度最高的部分的光路徑上就能衰減部分的光 量。ND濾光片llc所設置的位置因監(jiān)視對象內被照體的不同而有所不同。 例如，如果LED信號器包含在攝影畫面時，則在攝影畫面上的1/3處設 置ND濾光片llc。 ND濾光片llc位置還會因為監(jiān)視對象的不同而有所 不同。
另外，光學濾光片ll將使用玻璃基板或塑料基板，而且ND濾光片 llc也可以只設置在玻璃基板或塑料基板的表面上。其中，如果無法獲得 充分的衰減量時，也可以通過蒸鍍在玻璃基板或塑料基板的正反兩面上 都形成ND濾光片llc以增加光量的衰減量。另外，通過逐漸縮小ND濾 光片llc的周圍厚度，而在基板面方向上逐漸進行光量的衰減，從而使 來自被照體的配光分布平滑，也可以獲得更好的拍攝畫面。
再者，光學濾光片11將使用隔離濾光片范圍lla、 lib的紅外線濾 光片，而濾光片范圍llb也可以設置有ND濾光片llc。相同地，也可以 通過蒸鍍在光學濾光片11的玻璃基板或塑料基板的正反兩面上都設置 ND濾光片llc以增加光量的衰減量。
另一方面，監(jiān)視攝影機裝置是使用在防范犯罪、交通監(jiān)控等用途上，
例如作為防范犯罪從室內來監(jiān)視停車場時，將車道設定為被照體或者將 街頭設定為監(jiān)視對象，其中被照體大都包含有設置在車道的使用發(fā)光二
極管(LED)的LED信號器的情況。LED信號器使用高亮度的發(fā)光二極 管(LED)做為光源。相較于現(xiàn)有的信號器，LED信號器的配光因迅速 上升而指向性強。如果用以CCD作為拍攝組件的監(jiān)視攝影機來拍攝的話， 在夜間的監(jiān)視時，特別會在監(jiān)視畫面中出現(xiàn)曝光過度而反白的現(xiàn)象，且 使拍攝畫面因色彩重現(xiàn)性而劣化，恐怕就會出現(xiàn)無法監(jiān)視到LED信號器 周圍的現(xiàn)象。
在本實施例中，如果要拍攝到監(jiān)視攝影機所監(jiān)視對象的情況，就要 在包含有被照體光線的LED信號器光路徑上，將光學濾光片11的ND 濾光片llc插入到透鏡10和CCD12之間的光路徑La中。這個時候，插 入光學濾光片11，使ND濾光片llc位于在對應于被照體光線的LED信 號器的光路徑上。通過ND濾光片llc衰減因存在于監(jiān)視對象內LED信 號器所產(chǎn)生高亮度部分的光量，就不會在監(jiān)視畫面上產(chǎn)生由LED信號器 引起的曝光過度的反白及色彩重現(xiàn)性的惡化，就可以拍攝到監(jiān)視對象。 又，可有效地使ND濾光片llc的透過率達到1~2%的程度。另外，利用 僅衰減高亮度部分的光量，就可讓現(xiàn)有的曝光補償技術的自動光圈控制 或快門速度控制等動作，且有可確實拍攝到監(jiān)視對象。
再者，光學濾光片11也可以將濾光片形成在各玻璃基板或塑料基板 與隔離紅外線濾光片的部分，以及形成在未設置有ND濾光片的玻璃基 板。如果將隔離紅外線濾光片用在光學濾光片11時，就可去除紅外范圍 的光線從而獲得適當?shù)纳手噩F(xiàn)性，另外也可在隔離紅外線濾光片的部 分上通過設置ND濾光片來衰減拍攝對象光線的高亮度部分光量，如此 就不會發(fā)生在拍攝畫面上因為曝光過度而反白且劣化色彩重現(xiàn)性的現(xiàn) 象，且可以拍攝到監(jiān)視對象。
本實施例是以CCD12來拍攝含有LED信號器的監(jiān)視對象內被照體 光線。該光線為通過透鏡10且透過光學濾光片11的光線，然后以 CDS/AGC部13將CCD輸出信號作為影像信號，再將影像信號輸出到影 像信號處理部，同時將影像信號輸入到視頻準位檢測部14加以平滑處理
而檢測出影像信號準位，且通過判斷出白天和夜晚的影像信號準位來輸 出內部切換控制信號，再經(jīng)由內部、外部控制切換部15、濾光片切換控 制部16來讓濾光片切換部17動作，而將光學濾光片11的濾光片范圍lib
在光路徑中插入或退出。另外，利用外部端子18即可強制性切換光學濾
光片ll，且從遠程處即可實現(xiàn)遠程控制。
在視頻準位檢測部14中，例如在透鏡10和CCD12的光路徑上設置 有濾光片范圍lla，且設定為白天的監(jiān)視狀態(tài)，如果從此狀態(tài)轉移到夜晚 的監(jiān)視情況時，就會使視頻準位檢測部14的影像信號準位逐漸降低，且 能以既定的臨界值Ra來輸出切換信號而切換光學濾光片11，并將其從 白天的監(jiān)視狀態(tài)轉移到夜間的監(jiān)視。另外，隨著從夜間的監(jiān)視狀態(tài)轉換 到白天的監(jiān)視狀態(tài)，將使得影像信號準位逐漸上升，且能夠以既定的臨 界值Rb來輸出切換信號且自動切換光學濾光片11，并將其從夜間的監(jiān) 視狀態(tài)轉換到白天的監(jiān)視。其中，臨界值Ra、 Rb將設定為Ra〈Rb的關 系。在視頻準位檢測部14中設置有一個視頻準位判斷組件，此組件是以 臨界值Ra、 Rb來判斷影像信號準位，而在結束判斷影像信號準位后輸出 內部切換控制信號。當然，由于視頻準位檢測部14的影像信號準位乃是 光學濾光片11的切換基準，因此即使在白天，有時也會因為氣象條件的 關系從白天的監(jiān)視狀態(tài)自動轉換到以夜間為準的監(jiān)視狀態(tài)。
另外，本實施例的另一優(yōu)點是，除LED信號器以外，如果讓使用有 LED的廣告媒體作為監(jiān)視對象的情況也同樣不會發(fā)生因為曝光過度而反 白且造成劣化色彩重現(xiàn)性的現(xiàn)象，且具可監(jiān)視的優(yōu)點。當然，如果在被 照體中可能發(fā)生在多處因為高亮度而曝光過度的反白的情況下，也可以 在多處設置ND濾光片。
該監(jiān)視攝影機裝置作為本發(fā)明的一個具體實施例，其利用無論于白 天或黑夜皆可自動切換光學濾光片來避免發(fā)生劣化色彩重現(xiàn)性，進而可 以拍攝到監(jiān)視范圍。另外，也可通過在隔離紅外線濾光片的部分上蒸鍍 ND濾光片作為日夜型攝影機的隔離紅外線濾光片切換機構。
權利要求
1. 一種用來拍攝監(jiān)視范圍的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于根據(jù)在該監(jiān)視攝影機裝置當中的影像信號準位，在該監(jiān)視攝影機裝置內的透鏡與拍攝組件間的光路中自動插入濾光片，該濾光片具有由其它部分衰減自光學濾光片的該監(jiān)視范圍內被照體光量的范圍。
2. 如權利要求1所述的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于，該光學濾光 片將ND濾光片形成于玻璃基板或者塑料基板的部分上，或是形成于隔 離紅外線濾光片表面的部分上。
3. 如權利要求2所述的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于，插入該光學 濾光片，使得該光學濾光片的ND濾光片位于對應于影像信號達到飽和 的影像信號范圍的被照體光線的光路上。
4. 如權利要求1或2或3所述的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于，該 監(jiān)視攝影機裝置具有控制切換動作的濾光片切換組件，該濾光片切換組 件能在光路中插入或取出該光學濾光片。
5. 如權利要求4所述的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于，該監(jiān)視攝影 機裝置還具有視頻準位檢測組件，其可用來檢測影像信號準位；以及濾光片切換控制組件，其能夠根據(jù)該視頻準位檢測組件的檢測結果來執(zhí) 行控制該光學濾光片的切換，且可以根據(jù)通過來自監(jiān)視范圍的被照體光 量改變的該影像信號準位，使得該濾光片切換控制組件能夠讓該濾光片 切換組件動作，從而控制該光學濾光片在該光路中插入或退出。
6. 如權利要求2或3所述的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于，通過該 ND濾光片所產(chǎn)生的光透過率為1~2% 。
7. 如權利要求4所述的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于，通過該ND 濾光片所產(chǎn)生的光透過率為1~2%。
8.如權利要求5所述的監(jiān)視攝影機裝置，其特征在于，通過該ND濾光片所產(chǎn)生的光透過率為1 2%。
全文摘要
本發(fā)明所提供是一種監(jiān)視攝影機裝置，其可不論在白天或黑夜都可監(jiān)視，且即使是因LED信號器等因配光(Light Distribution)迅速上升而指向性強的高亮度的監(jiān)視對象，也不會在拍攝畫面中產(chǎn)生曝光過度的反白而可保持色彩重現(xiàn)性。本發(fā)明所提供的是一種用來拍攝監(jiān)視范圍的監(jiān)視攝影機裝置，其可根據(jù)在監(jiān)視攝影機裝置當中的影像信號準位，且在監(jiān)視攝影機裝置內的透鏡10與拍攝組件12間的光路徑La中自動插入濾光片。該濾光片具有可從其它部分來衰減來自光學濾光片11的監(jiān)視范圍內被照體光量的范圍，且不會因為產(chǎn)生曝光過度的反白并發(fā)生色彩重現(xiàn)性的惡化，且可以用來拍攝。
文檔編號H04N7/18GK101377605SQ200810135039
公開日2009年3月4日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權日2007年8月29日
發(fā)明者志村孝 申請人:池上通信機株式會社